Question

3．在如圖裝置中，用NaOH溶液、鐵屑、稀硫酸等試劑制備Fe（OH）₂．
（1）在試管I中加入的試劑是稀H₂SO₄、Fe屑．
（2）為了制得Fe（OH）₂白色沉淀，在試管I和Ⅱ中加入試劑，打開止水夾，塞緊塞子后觀察到試管I產(chǎn)生大量氣體．一段時間后，檢驗到試管Ⅱ支管出口的氣體只有一種時，再進(jìn)行的操作是關(guān)閉止水夾，使試管I中的溶液進(jìn)入到試管Ⅱ中溶液底部，產(chǎn)生Fe（OH）₂．
（3）這樣生成的Fe（OH）₂沉淀能較長時間保持白色，其理由是試管Ⅰ中產(chǎn)生的H₂將裝置內(nèi)的空氣除盡，防止Fe（OH）₂與氧氣的接觸．
（4）反應(yīng)結(jié)束后，將Fe（OH）₂沉淀倒出，在空氣中迅速變?yōu)榛揖G色，最后變?yōu)榧t褐色，其原因是4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃（用化學(xué)方程式表示）．

Answer 1

分析 （1）試管I內(nèi)鐵與硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣；
（2）然后關(guān)閉止水夾，試管I內(nèi)壓強(qiáng)增大，將生成的硫酸亞鐵壓入試管Ⅱ內(nèi)與氫氧化鈉反應(yīng)生成白色的氫氧化亞鐵沉淀；
（3）鐵與硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，此時打開止水夾，氫氣進(jìn)入試管Ⅱ，排除裝置內(nèi)的空氣；
（4）在空氣中迅速變?yōu)榛揖G色，最后變?yōu)榧t褐色，是Fe（OH）₂遇到氧氣會被氧氣氧化成Fe（OH）₃．

解答 解：（1）若要在該裝置中得到Fe（OH）₂白色絮狀沉淀，先打開止水夾，試管I內(nèi)鐵與硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，把導(dǎo)管中的空氣排入試管Ⅱ中，并且通過出氣口排出，使氫氧化亞鐵不能與氧氣充分接觸，從而達(dá)到防止被氧化的目的，所以試管A中加入的試劑是稀H₂SO₄、Fe屑，試管Ⅱ中加入的試劑是NaOH溶液，
故答案為：稀H₂SO₄、Fe屑；
（2）關(guān)閉止水夾，試管I內(nèi)壓強(qiáng)增大，將反應(yīng)生成的硫酸亞鐵能夠進(jìn)入氫氧化鈉溶液中，并且能夠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成硫酸鈉和氫氧化亞鐵，同時通過出氣口排出，故答案為：關(guān)閉止水夾；
（3）鐵與硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，此時打開止水夾，氫氣進(jìn)入試管Ⅱ，排除裝置內(nèi)的空氣，故答案為：試管Ⅰ中產(chǎn)生的H₂將裝置內(nèi)的空氣除盡，防止Fe（OH）₂與氧氣的接觸；
（4）在空氣中迅速變?yōu)榛揖G色，最后變?yōu)榧t褐色，是Fe（OH）₂遇到氧氣會被氧氣氧化成Fe（OH）₃，反應(yīng)方程式為：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃，故答案為：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃．

點(diǎn)評 本題考查了鐵及其化合物性質(zhì)的分析判斷，電解原理的應(yīng)用實(shí)驗方案的判斷，掌握鐵的氫氧化物的性質(zhì)以及注意實(shí)驗過程中的現(xiàn)象分析應(yīng)用是解題關(guān)鍵，題目難度中等．